شبیه سازی CFD جریان دوفازی جفت شده با واکنش های شیمیایی در یک راکتور جریان پلاگ

درک این که یک فرایند چگونه کار می کند، لازمه ی طراحی و بهره برداری موفق از آن فرآیند می باشد. هضم بی هوازی یک فرایند بیوشیمیایی پیچیده ی چند مرحله ای است که شامل تعدادی واکنش های میانی است که توسط گروه های گوناگونی از میکروارگانیسم های بی هوازی صورت می گیرد. در این پژوهش شبیه سازی بر پایه ی دینامیک سیال های محاسباتی (CFD) سه بعدی جفت شده با واکنش ها در یک راکتور نیمه پیوسته ی پلاگ انجام شد. از نرم افزار تجاری FLUENT 6.3  برای حل معادله های حاکم استفاده شد. شبیه سازی جریان دو فازی گاز مایع با استفاده از مدل چند فازی اولر و مدل آشفتگی k-e (RNG) انجام شد. هیدرودینامیک و واکنش های هضم بی هوازی درون راکتور از روش قاب مرجع چندگانه (MRF) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های شبیه سازی نشان داد الگوی جریان درون راکتور به شدت تحت تاثیر لزجت و چگالی سوبسترا و شدت همزدن است. مقایسه سه سرعت هم زدن نشان داد هم زدن با شدت زیاد، فاز گاز بالای راکتور را تحت تاثیر قرار می دهد. کانتور غلظت های مولی CH4 و CO2 در سامانه بی هوازی یک الگوی جریان پلاگ را نشان داد.